[发明专利]垂直结构AlGaN/GaNHEMT器件及其制作方法

权利要求书

1.一种垂直结构AlGaN/GaN HEMT器件，包括衬底、外延结构以及源、漏、栅极，所述外延结构包括依次形成在所述衬底正面的电流阻挡层、第二半导体层、第一半导体层和钝化层，所述第一半导体层和/或第二半导体层内分布有二维电子气沟道，所述源极与第一半导体层电连接，所述栅极设置在所述钝化层上，所述漏极设置在所述衬底背面，其特征在于：所述电流阻挡层采用高阻GaN层，所述高阻GaN层采用C或者Fe掺杂而形成高阻且掺杂浓度n≤2e16cm^-3，所述高阻GaN层中于位于栅极下方的区域内分布有Si离子注入形成的n型重掺杂电流导通通孔，而且用以形成所述n型重掺杂电流导通通孔的Si离子注入能量为≥10KeV而＜1000KeV，注入剂量为10¹²-10¹⁶/cm²，同时所述电流阻挡层与第二半导体层之间还设有C掺杂GaN中和层，所述C掺杂GaN中和层的厚度为1-10nm。

2.根据权利要求1所述的垂直结构AlGaN/GaN HEMT器件，其特征在于：所述第一半导体层、第二半导体层之间还分布有厚度为1-5nm的AlN层，且第一半导体层和/或第二半导体层与AlN层的界面处分布有所述二维电子气沟道。

3.根据权利要求1所述的垂直结构AlGaN/GaN HEMT器件，其特征在于：所述高阻GaN层的厚度为＞100nm而≤10μm。

4.根据权利要求1所述的垂直结构AlGaN/GaN HEMT器件，其特征在于：所述n型重掺杂电流导通通孔的孔径为＞10nm而＜100μm。

5.根据权利要求1所述的垂直结构AlGaN/GaN HEMT器件，其特征在于：所述衬底材料包括GaN或ZnO衬底，所述钝化层的材质包括Al₂O₃、氮化硅或HfO₂。

6.根据权利要求1所述的垂直结构AlGaN/GaN HEMT器件，其特征在于：所述第二半导体层采用本征GaN层，且所述本征GaN层的厚度≤200nm，所述第一半导体层采用本征AlGaN层。

7.权利要求1-6中任一项所述垂直结构AlGaN/GaN HEMT器件的制作方法，其特征在于包括：在衬底正面一次外延生长电流阻挡层，并在电流阻挡层的选定区域通过Si离子注入而形成n型重掺杂电流导通通孔；

在所述电流阻挡层上二次外延形成C掺杂GaN中和层、本征GaN层、AlN层以及本征AlGaN层；

在所述衬底背面及本征AlGaN层上分别设置漏极和源极；

以及，在本征AlGaN层上形成钝化层，并在钝化层上设置栅极。